耐热玻璃详解:类型、用途与优势

耐热玻璃比普通玻璃更耐热冲击,适用于工业、建筑、烹饪等温度变化易导致普通玻璃破碎的场景。耐热玻璃通常为硼硅酸盐玻璃、钢化钠钙玻璃或玻璃陶瓷。玻璃烘焙器皿常被大众称作 Pyrex®,但这实为 Corning® 公司注册商标,其为主要玻璃陶瓷制造商。

大多数材料受热膨胀、冷却收缩,此特性称热膨胀,表示膨胀收缩程度的数值称热膨胀系数。玻璃热膨胀系数高,受热膨胀极快,导致热冲击破碎。通过改变化学成分、制造工艺或两者兼施,可使玻璃耐热冲击。

普通玻璃由二氧化硅、石灰、碳酸钠及少量矿物熔融制成,称钠钙玻璃,用于瓶罐、窗玻璃等。19 世纪末德国化学家 Otto Schott 加入硼发明硼硅酸盐玻璃。
硼硅酸盐玻璃比钠钙玻璃更轻更强、熔点更高、热膨胀系数大幅降低。用于耐热实验室器皿 (试管)、烘焙餐具、需高耐热冲击的工业应用 (如隔热瓦)。因透光好、抗变形,也用作高端光学玻璃 (大型望远镜)。
Corning® 以 Pyrex® 品牌推广硼硅酸盐玻璃烘焙器皿,但现美国市场上大多数 Pyrex® 为钢化钠钙玻璃。钢化玻璃制造中经热处理,内部收缩表面张力增大,应力平衡更优。钢化玻璃比未钢化更强、更耐热冲击。
耐热钢化玻璃用于炊具、壁炉玻璃屏。主要缺点:冷却后不能改变形状。切割/凿钢化玻璃破坏内应力平衡易碎。破碎时成细碎小颗粒而非大尖锐碎片,故常用于汽车挡风玻璃。
玻璃陶瓷是热处理至晶体析出的玻璃。通过调控晶量可制得宽范围热膨胀系数的耐热玻璃。主要用于玻璃炉灶台、烹饪表面、壁炉屏、防火玻璃板。建筑中“防火”窗/玻璃板通常为釉面玻璃陶瓷钠钙玻璃或双层夹防火材料。
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